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淺論建筑節能在建筑設計中的重要性
摘要:隨著城市建設的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅度上升, 龐大的建筑能耗,已經成為國民經濟的巨大負擔。因此建筑行業全面節能勢在必行,其中建筑設計是一個很重要的環節。本文主要對建筑節能在建筑設計中的重要性以及如何落實建筑節能措施進行了闡述,并提出了一些個人的建議供同行參考。
關鍵詞:節能構造設計;建筑設計;闡述
1、建筑節能的重要性
隨著我國城市化建設進程的高速發展,我國的建筑能耗逐年大幅上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。我國現有建筑面積為400億m2,絕大部分為高能耗建筑,且每年新建建筑近20億m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果繼續執行節能水平較低的設計標準,將留下很重的能耗負擔和治理困難。
2、真正貫徹落實全面的建筑節能設計
2.1 整體及外部環境的節能設計
建筑整體及外部環境設計是在分析建筑周圍氣候環境條件的基礎上,通過選址、規劃、外部環境和體型朝向等設計,使建筑獲得一個良好的外部微氣候環境,達到節能的目的。
2.1.1 合理選址
建筑選址主要是根據當地的氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定。建筑設計中,既要使建筑在其整個生命周期中保持適宜的微氣候環境,為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。
2.1.2 合理的外部環境設計
在建筑位址確定之后,應研究其微氣候特征。根據建筑功能的需求,應通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境,創造建筑節能的有利環境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創造人工自然環境,如在建筑附近設置水面,利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等作用。
2.1.3 合理的規劃和體型設計
合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。
日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并防止太陽輻射。然而建筑的朝向、方位以及建筑總平面的設計應考慮多方面的因素,建筑受到社會歷史文化、地形、城市規劃、道路、環境等條件的制約,要想使建筑物的朝向均滿足夏季防熱和冬季保溫是困難的,因此,只能權衡各個因素之間的得失,找到一個平衡點,選擇出這一地區建筑的最佳朝向和較好朝向,盡量避免東西向日曬。
2.2 單體的節能設計
單體的節能設計,主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件,以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
2.2.1 建筑各部位的節能構造設計
建筑各部位的節能構造設計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分的要求之外,通過對各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結構、材料等方面加以進一步設計,充分利用建筑外部氣候環境條件,達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
1)屋頂的節能設計。屋頂是建筑物與室外大氣接觸的一個重要部分,主要節能措施為:①采用坡屋頂;②加強屋面保溫;③根據需要,設置保溫隔熱屋面(架空隔熱屋面、蓄水屋面、種植屋面等)。
2)樓板層的節能設計。主要是利用其結構中空間,以及對樓板吊頂造型加以設計。如將循環水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環降低室內溫度,冬季利用熱水循環取暖。
3)建筑外圍墻體的節能設計。墻體的節能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外,還應體現在能夠改善微氣候環境條件的特殊構造上,如寒冷地區的夾心墻體設計、被動式太陽房中各種蓄熱墻體(如水墻)設計、巴格達地區為了適應當地干熱氣候條件在墻體中的風口設計等;而在馬來西亞,楊經文設計的檳榔嶼州MennamUmno大廈外墻中,則外加了一種“鋪風墻”的特殊構造設計,在建筑兩側設陽臺開口,開口兩側外墻上布置兩片擋風墻,使兩通風墻形成喇叭狀的口袋,將風鋪捉到陽臺內,然后通過陽臺門的開口大小控制進風量,形成“空氣鎖”,可以有效地控制室內通風。
4)建筑門窗的節能設計。據統計資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此,解決好門窗節能的問題相當重要。門窗的節能設計應主要考慮:①控制建筑不同朝向的窗墻面積比;②設置遮陽措施,我國節能標準中規定,夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區以及寒冷地區中制冷負荷大的建筑的外窗(包括透明幕墻)宜設置外部遮陽;③根據需要合理地組織門窗的通風換氣,盡量采用自然通風;④嚴寒、寒冷地區建筑的外門宜設門斗或采取其它減少冷風滲透的措施,其它地區建筑外門也應采取保溫隔熱節能措施;⑤選擇高性能的建筑門窗和幕墻技術,建筑門窗和建筑幕墻要改變消極保溫隔熱的單一節能觀念,把節能和合理利用太陽能、地下熱(水)能、風能結合起來積極選擇節能和用能(利用太陽能、冷能、風能、地熱能)相結合的門窗及幕墻產品。
5)建筑物圍護結構細部的節能設計。細部的節能設計對于建筑物的整體節能也非常重要,應從以下各部位著手:①熱橋部位應采取口可靠的保溫與“斷橋”措施;②外墻出挑構件及附墻部件,如陽臺、雨罩、靠外墻陽臺欄板、空調室外機擱板、附壁柱、凸窗、裝飾線等均應采取隔斷熱橋和保溫措施;③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理;④門、窗框與墻體之間的縫隙,應采用高效保溫材料填堵;⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙,宜采用保溫材料和嵌縫密封膏密封,避免不同材料界面開裂,影響門、窗的熱工性能;⑥采用全玻璃幕墻時,隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙,應填充保溫材料。
2.2.2 合理的建筑空間設計
合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件,達到節能目的。
2.2.3 選用建筑節能材料
合理選用建筑節能材料也是全面建筑節能的一個重要方面。建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。一方面,隨著科技的發展,大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去,更好地起到節能效果。另一方面,要結合當地的實際情況,發掘出一些地方節能材料,更好地應用到建筑節能中去。
3、加強建筑節能設計方面的學習
3.1 學習現有的節能技術
當前,很多建筑師不太懂節能技術,以及如何把節能技術應用到建筑當中。建筑師不能只是設計時套用標準圖,更重要的是要明白節能原理,才能在設計中按照不同的工程、不同的部位,采取相應的節能措施,所以必須加強建筑節能方面的學習。
3.2 學習建筑節能新“理念”
在推行節能理念同時,眼睛不僅要
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